CN103566595A - 有多种形态变化的机器人眼睑 - Google Patents
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Abstract
有多种形态变化的机器人眼睑，在眼睑支架后部连接有一只枢轴，枢轴枢接在眼球座的支架上，枢轴可以在眼球座上电机或电磁铁带动下转动，使眼睑可以环绕眼球转动，以不同的形态表现机器人不同的表情；该眼睑还可以在不同的形态中做出上睁、下眨和居中的三点定位的动作。
Description
技术领域
本发明属于机器人的活动眼睑。
背景技术
现有的各种机器人眼睑，只能以眼球横轴为轴心转动，做睁、闭眼的动作。
发明内容
本发明的目的是提出一种可以以眼球纵轴方向的轴线为轴心转动的，可以改变形态的眼睑；该机器人眼睑还可以在不同的形态基础上做出闭眼、睁眼、眨眼等动作。
本发明是这样实现的：空心半球形眼睑的两边伸出有同轴心的枢轴，枢轴枢接在眼睑支架上，眼睑支架后部连接有一只枢轴，该枢轴平行于眼球的纵轴，枢轴枢接在眼球座的支架上，枢轴上安有一只摇杆，眼球座的相应部位安装有一个电机，电机输出轴上安有摇杆，电机输出轴上的摇杆与安装在眼睑支架枢轴的摇杆通过两根拉杆相连接；眼睑支架枢轴上也可以安装齿轮，电机输出轴上安有与之相啮合的齿轮。电机带动枢轴转动，就带动眼睑环绕眼球的纵轴转动，以不同形态的眼睑表现机器人的不同表情。
本发明也可以这样实现：在眼睑支架后部连接的枢轴上连接一只摇杆，摇杆下部安装有一块永磁铁，眼球座支架的相应部位安装有两个以上个驱动永磁铁的电磁铁，给电磁铁通电励磁，可以驱动装有永磁铁的摇杆从而驱动眼睑支架的枢轴转动。
眼睑连接着一个齿轮，眼睑支架安装有一个电机，电机通过齿轮组带动连接眼睑的齿轮，眼睑还连接有一个摇杆，摇杆上伸出有一只拨块，眼睑支架上相应位置安装有一个扭力弹簧，摇杆上伸出的拨块插在扭力弹簧的两只簧叉中间，也可以由连接眼睑的齿轮兼具摇杆的作用，在齿轮上伸出有一只拨块，扭力弹簧安装在齿轮这一边的眼睑支架上，齿轮上伸出的拨块插在扭力弹簧的两只簧叉中间，电机可以带动眼睑做出下眨或睁大的动作，断电后，扭力弹簧可以使眼睑回到居中的初始位置。
本发明提出的机器人眼睑，可以用电机或电磁驱动的方式，以眼球纵轴方向的轴线为轴心转动，从而改变外在的形态，该眼睑还可以在不同的形态基础上做出闭眼、睁眼、眨眼等动作，丰富了机器人的表情变化。
附图说明
图1是本发明提出的有多种形态变化的机器人眼睑实施例1侧视图。
图2是本发明提出的有多种形态变化的机器人眼睑实施例1后视图。
图3是本发明提出的有多种形态变化的机器人眼睑实施例1俯视图。
图4是本发明提出的有多种形态变化的机器人眼睑实施例1中扭力弹簧的立体结构示意图。
图5是本发明提出的有多种形态变化的机器人眼睑实施例1中摇杆的立体结构示意图。
图6是本发明提出的有多种形态变化的机器人眼睑实施例2侧视图。
图7是本发明提出的有多种形态变化的机器人眼睑实施例2后视图。
图8是本发明提出的有多种形态变化的机器人眼睑实施例2俯视图。
图9是本发明提出的有多种形态变化的机器人眼睑实施例3眼球座后半部分侧视方向结构示意图。
图10是图9的剖视图。
图11是本发明提出的有多种形态变化的机器人眼睑实施例4眼球座后半部分侧视方向结构示意图。
图12是图11截去了摇杆下部分的剖视图。
图13是图11的剖视图。
具体实施方式
结合附图对本发明提出的电机驱动的机器人眼睑实施例具体说明如下：
图1、图2、图3、图4和图5中，眼睑(1)是空心球体的一部分，两端各伸出一个同轴心的短轴枢接在眼睑支架(2)上，两根短轴的轴心与眼球(3)X轴的轴心相重合。一边的短轴伸出眼睑支架(2)，上面套有一个扭力弹簧(4)，眼睑支架(2)向外伸出有一只定位杆(5)，扭力弹簧(4)的两只簧叉(6)、(7)夹在定位杆(5)两边。短轴外端还套接有一只摇杆(8)，摇杆(8)是空心的，定位杆(5)从空心处穿出；摇杆(8)底部向内伸出有一只拨杆(9)，拨杆(9)夹在扭力弹簧(4)的两只簧叉(6)、(7)中间；眼睑(1)壳体后部连接有一个同圆心的扇形齿轮(10)，眼睑支架(2)上有一个电机支架(11)，电机支架(11)顶端安装有一个微型直流电机(12)，电机(12)输出轴上的的齿轮(13)与扇形齿轮(10)相啮合。电机(12)可以带动眼睑(1)向两个方向转动，做出下眨眼和上睁眼的动作，定位杆(5)可以限定摇杆(8)从而限定眼睑(1)的转动角度，摇杆(8)转动后，其下部的拨杆(9)将扭力弹簧(4)的一只簧叉拨开，断电后，在扭力弹簧(4)簧叉的作用下，摇杆(8)带动眼睑(1)转回初始位置。眼睑(1)另一边的枢轴外套接有一只配重杆(14)，用以平衡眼睑壳体(1)的转动力矩。眼睑支架(2)后部连接有一只枢轴(15)，枢轴(15)枢接在眼球座(16)后面的两个支架(17)、(18)上，眼球座(16)后面的底板上安装有一个舵机(19)，舵机(19)输出轴上套接有一只摇杆(20)，枢轴(15)的后端也套接有一只摇杆(21)，两只摇杆用两只拉杆(22)、(23)连接起来，舵机(19)可以带动枢轴(15)和眼睑(1)转动。该实施例中，微型直流电机(12)也可以换成步进电机，这样就不需要复位用的扭力弹簧以及配套使用的摇杆了。
图6、图7和图8所示的实施例2中，眼睑(25)一边的短轴伸出眼睑支架(26)，上面套有一个如图4所示的扭力弹簧(27)，眼睑支架(26)向外伸出有一只定位杆(28)，扭力弹簧(27)的两只簧叉(29)、(30)夹在定位杆(28)两边。短轴外端还套接有一只扇形齿轮(31)，扇形齿轮(31)是空心的，定位杆(28)从空心处穿出；扇形齿轮(31)底部向内伸出有一只拨杆(32)，拨杆(32)夹在扭力弹簧的两只簧叉(29)、(30)中间；微型直流电机(33)安装在眼睑支架(26)内，其输出轴上的齿轮(34)与扇形齿轮(31)相啮合。电机(33)可以带动眼睑(25)向两个方向转动，做出下眨眼和上睁眼的动作，定位杆(28)可以限定扇形齿轮(31)从而限定眼睑(25)的转动角度，扇形齿轮(31)转动后，其下部的拨杆(32)将扭力弹簧(27)的一只簧叉(29)拨开，断电后，在扭力弹簧簧叉(29)的作用下，扇形齿轮(31)带动眼睑(25)转回初始位置；该实施例与实施例1相比，是将与眼睑相连的扇形齿轮放在眼睑枢轴的一端，并使该扇形齿轮兼具定位和复位用摇杆的作用。眼睑支架(26)后部连接有一只枢轴(35)，枢轴(35)枢接在眼球座(36)后面的两个支架(37)、(38)上，枢轴(35)后部伸出支架(38)，上面套有一个构造与扭力弹簧(27)一样的扭力弹簧(39)，支架(38)底部向外伸出有一只定位杆(40)，扭力弹簧(39)的两只簧叉(41)、(42)夹在定位杆(40)两边。枢轴(35)后端套接有一个扇形齿轮(43)，扇形齿轮(43)结构与扇形齿轮(31)一样，下部的拨杆(44)夹在扭力弹簧的两只簧叉(41)、(42)中间。眼球座(36)后面的底板上安装有一个微型直流电机(45)，电机(45)输出轴上的齿轮(46)与扇形齿轮(43)相啮合。电机(45)可以带动眼睑(25)向两个方向转动。
该实施例中，微型直流电机(59)可以用步进电机取代，这样就不需要使用扭力弹簧。
该实施例中，微型直流电机(45)也可以换成带减速箱的电机，电机减速箱输出轴上的齿轮与空心扇形齿轮(43)相啮合，在扇形齿轮(43)下部原来安拨杆(44)的部位安装一个永磁铁，在支架(38)后面相应位置安装一个如霍尔开关和干簧管之类的微型磁传感器，用磁传感器控制扇形齿轮(43)复位居中的位置，从扇形齿轮(43)空心处伸出的定位杆(40)可以控制扇形齿轮(43)向两边转动的角度，这样也就不需要使用扭力弹簧了。
图9和图10所示的实施例3是用电磁铁来驱动眼睑转动的例子，该实施例中，眼睑支架后连接的枢轴(48)枢接在眼球座(49)后部的两个支架(50)、(51)上，枢轴(48)下部连接有一只摇杆(52)，摇杆(52)下封装有一块永磁铁(53)，永磁铁(53)的极性是竖直方向的，眼球座(49)后部的底板上安装有3个轴心竖直方向的电磁铁(54)、(55)、(56)，居中的电磁铁(56)离摇杆内的永磁铁(53)最近，可以在未通电的情况下将摇杆(52)吸引在居中的位置；给两边的任一电磁铁通电励磁，都可以驱动摇杆(52)转动并带动眼睑后的枢轴(48)转动。该实施例眼球座前面的部分与实施例1或实施例2相同，省略未画。
图11、图12和图13所示的实施例4与实施例3不同之处在于：摇杆(57)下封装的永磁铁(58)的极性是水平方向的，眼球座(59)后部的底板上安装有3个轴心水平方向的电磁铁(60)、(61)、(62)，三个电磁铁分别通电励磁，可驱动眼睑后的枢轴(63)转动。
Claims (3)
1.有多种形态变化的机器人眼睑，包括眼睑，眼睑两边伸出有同轴心的枢轴，枢轴枢接在眼睑支架上，其特征是，眼睑支架后部连接有一只枢轴，枢轴枢接在眼球座的支架上，枢轴上安装有一只摇杆，眼球座的相应部位安装有一个电机，电机输出轴上安有摇杆，电机输出轴上的摇杆与眼睑支架枢轴后端的摇杆通过两根拉杆相连接；眼睑支架枢轴上也可以安装齿轮，电机输出轴上安有与之相啮合的齿轮。
2.有多种形态变化的机器人眼睑，包括眼睑，眼睑两边伸出有同轴心的枢轴，枢轴枢接在眼睑支架上，其特征是，眼睑支架后部连接有一只枢轴，枢轴枢接在眼球座的支架上，枢轴后端安有一只摇杆，摇杆下部安装有一块永磁铁，眼球座支架的相应部位安装有两个以上个驱动永磁铁的电磁铁。
3.如权利要求1或权利要求2所述的有多种形态变化的机器人眼睑，其特征是，眼睑连接着一个齿轮，眼睑支架安装有一个电机，电机通过齿轮组带动连接眼睑的齿轮，眼睑还连接有一个摇杆，摇杆上伸出有一只拨块，眼睑支架上相应位置安装有一个扭力弹簧，摇杆上伸出的拨块插在扭力弹簧的两只簧叉中间，也可以由眼睑的齿轮兼任摇杆，在齿轮上伸出有一只拨块，扭力弹簧安装在齿轮这一边的眼睑支架上，齿轮上伸出的拨块插在扭力弹簧的两只簧叉中间。
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| DD01 | Delivery of document by public notice |
Addressee: Zhou Zhichang Document name: Notification of Passing Preliminary Examination of the Application for Invention |
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20140212 |